dc.contributor.author
Lindemann, Katja
dc.date.accessioned
2018-06-08T01:36:02Z
dc.date.available
2006-03-17T00:00:00.649Z
dc.identifier.uri
https://refubium.fu-berlin.de/handle/fub188/13588
dc.identifier.uri
http://dx.doi.org/10.17169/refubium-17786
dc.description
Deckblatt-Impressum
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungen
Einleitung
Literatur
Material und Methoden
Ergebnisse
Diskussion
Zusammenfassung
Summary
Literaturverzeichnis
Anhang
Danksagung
Selbständigkeitserklärung
dc.description.abstract
Hormonell aktive Substanzen in der Umwelt werden seit einiger Zeit mit
Fortpflanzungsstö-rungen und Gesundheitsschäden bei Menschen und Tieren in
Zusammenhang gebracht. Durch menschliche und tierische Ausscheidungen gelangen
synthetische und natürliche Hormone wie Östrogene und Gestagene in die
terrestrische und aquatische Umwelt. Die Aufnahme die-ser Sexualhormone durch
Menschen und Tiere kann bei diesen Störungen des endokrinen Systems
hervorrufen. Insbesondere ist Oberflächenwasser Belastungen mit Hormonen
ausge-setzt. Für die Beurteilung des Risikos für Menschen und Tiere ist die
Geschwindigkeit des biologischen Abbaus dieser Stoffe in der Umwelt von großem
Interesse. In der vorliegenden Arbeit wurde der Konzentrationsverlauf von
Progesteron, dem wichtigs-ten Vertreter der Gestagene, im Oberflächenwasser
untersucht. Der Spree entnommenes Flusswasser wurde mit 4-Pregnen-3,20-dion
(P4) versetzt und bei 5 °C und 20 °C über 28 Tage gelagert. In regelmäßigen
Abständen wurden aus diesen Ansätzen Proben entnommen und bei 20 °C
eingefroren. Nach Ablauf der 28 Tage wurden die Progesteronkonzentrationen in
den einzelnen Proben mittels Enzymimmunoassay (EIA) bestimmt, wobei jeweils
alle Pro-ben eines 28-tägigen Verlaufs auf einer Mikrotiterplatte gemessen
wurden. Als Vergleich diente mit P4 versetztes sterilisiertes Flusswasser.
Weiterhin wurde der Einfluss von Be-lebtschlamm und einzelner, aus dem
Flusswasser isolierter Bakterienspezies auf die Progeste-ronkonzentration
untersucht. Die drei Versuche gliederten sich in verschiedene Varianten. Alle
Varianten wurden dreimal angesetzt. Durch bakteriologische Untersuchungen
wurde die Koloniezahl in den Ansätzen überprüft, bzw. die Sterilität
kontrolliert. Die Ergebnisse der Untersuchungen ergaben: 1) Progesteron wird
im Flusswasser von Mikroorganismen abgebaut. Bei 5 °C-Lagerungstemperatur
verringert sich die P4-Konzentration innerhalb von 6 Tagen um 90 %. Bei 20
°C-Lagerungstemperatur sind bereits am 2. Tag 90 % der Ausgangskon-zentration
abgebaut. Somit hat die Lagerungstemperatur einen Einfluss auf die
Geschwindigkeit des Progesteronabbaus. 2) In sterilisiertem Flusswasser und
Aqua bidest. findet keine Verminderung der Progesteronkonzentration statt.
Abiotische Faktoren haben daher keinen bedeutenden Einfluss. 3) Bei Zusatz von
Belebtschlamm zu sterilisiertem Flusswasser wird der Abbau des Progesterons
gegenüber dem Progesteronabbau im Flusswasser beschleunigt. Bei 5
°C-Lagerungstemperatur reduziert sich die Konzentration bis zum 2. Tag um 90
%, während sie bei 20 °C-Lagerungstemperatur schon am 1. Tag auf unter 10 %
des Ausgangswertes abfällt. Im Aqua bidest. mit Belebtschlamm sind die
Ergebnisse vergleichbar. Organismen im Belebtschlamm sind besonders geeignet,
organische Substanz und somit auch Progesteron abzubauen. Die
Lagerungstemperatur beeinflusst die Geschwindigkeit der Biodegradation von
Progesteron. 4) Die aus Flusswasser isolierten Bakterienspezies Escherichia
coli und Aeromonas sobria vermögen keine Reduktion der
Progesteronkonzentration in sterilisiertem Flusswasser und physiologischer
Kochsalzlösung herbeizuführen. 5) Die Lagerungstemperatur beeinflusst die
Zunahme des Keimwachstums in den Versuchsvarianten. Sowohl in den Flusswasser-
Ansätzen als auch in den Ansätzen mit Belebtschlamm nimmt die Koloniezahl bei
20 °C-Lagerungstemperatur gegenüber 5 °C-Lagerungstemperatur stärker zu. 6)
Für die Verlaufsuntersuchungen ist die Verwendung der logistischen Funktion
zur Anpassung der Standardkurve und zur Berechnung der
Progesteronkonzentration gut geeignet. Die biologische Reinigung im Klärwerk
vermag den Eintrag an Progesteron in Oberflächengewässer zu reduzieren,
dennoch ist eine Gewässerbelastung zu erwarten. Aufgrund der vorliegenden
Untersuchungsergebnisse kann eine Beteiligung von Progesteron an Störungen des
Hormonsystems aquatischer Lebewesen nicht ausgeschlossen werden. Die
Geschwindigkeit des biologischen Abbaus von Progesteron verläuft in
Abhängigkeit von der biologischen Flora und der Wassertemperatur. Das Ausmaß
des Zusammenwirkens von Progesteron mit anderen endokrin wirksamen Stoffen
bedarf weiterer Forschung.
de
dc.description.abstract
Hormonal active substances in the environment are implicated in disturbances
of reproduction and health s damages of human beings and animals. Synthetic
and natural hormones as estrogens and gestagens contained in human and animal
excrements reach the terrestrial and aquatic environment. The absorption of
sex hormones can result in disturbances of the endocrine system of organism.
Surface water is polluted by hormones especially. It is of high interest for
the judgement of risks to men and animals to know the speed of degradation of
these substances in the environment. The development of concentrations of
progesterone, the most important exponent of gestagens, in surface water will
be analysed in this thesis. Water from river Spree was taken.
4-Pregnen-3,20-dion (P4) was then added and stored at 5 °C and 20 °C for 28
days. Samples were taken in regular intervals and freezed at -20 °C. The
concentration of progesterone in the individual samples was determined by
means of enzyme immunoassay (EIA). All samples of a 28 day time interval were
measured on an immunoplate. It was compared to sterilised river water added by
P4. The influence of activated sludge and species of bacteria, isolated from
river water on the concentration of progesterone was analysed additionally.
These three experiments subdivide into different variants. All variants were
prepared for three times. The colony forming unit respectively the sterility
in these experiments was investigated by bacteriological assay. The results of
these analyses were as follows: 1) Progesterone in river water is degraded by
microorganisms. The progesterone-concentration decreases within 6 days for 90
% at a storage temperature of 5 °C. At the storage temperature of 20 °C the
progesterone-concentration decreases for 90 % at the second day already. The
storage temperature has a strong influence on the speed of degradation of
progesterone. 2) No degradation of progesterone is found in sterilized river
water and in aqua bidest. Abiotic components have no important influence. 3)
The degradation of progesterone by addition of activated sludge to sterilized
river water is accelerated in relation to the degradation of progesterone in
normal river water. The concentration is reduced for 90 % at a storage
temperature of 5 °C till the second day. It is decreased to 10 % of the
initial value at a storage temperature of 20 °C within the first day already.
The results are comparable in aqua bidest. with activated sludge. Organisms of
activated sludge are especially capable of degradation of organic matter and
thus of degradation of progesterone. The storage temperature controls the
speed of biodegradation of progesterone. 4) The bacteria species Escherichia
coli and Aeromonas sobria, isolated from river water, cannot effect any
reduction of concentration of progesterone in sterilized river water and
physiological saline solution. 5) The storage temperature influences the
increase of microbial growth in the different experiments. The colony forming
unit increases in the river water experiments as well as in the experiments
with activated sludge at a storage temperature of 20 °C stronger than at a
storage temperature of 5 °C. 6) The application of the logistic function is
well suited to the adaptation to the standard values and to the computation of
the concentration of progesterone. The biological purification in the
wastewater treatment plant can reduce the concentration of progesterone in
surface water, but a stress of water is expected at least. The experiments
done for this thesis cannot exclude the participation of progesterone to the
stress and disturbance of the hormonal system of aquatic creature. The speed
of the biological degradation of progesterone is proportional to water
temperature and kind of biological flora. The dimension of coactions of
progesterone with other matters of endocrine disrupting activity needs further
research.
en
dc.rights.uri
http://www.fu-berlin.de/sites/refubium/rechtliches/Nutzungsbedingungen
dc.subject
biodegradation
dc.subject
enzyme immunoassay
dc.subject.ddc
600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften::630 Landwirtschaft::630 Landwirtschaft und verwandte Bereiche
dc.title
Untersuchungen zum biologischen Abbau von Progesteron im Oberflächenwasser
dc.contributor.firstReferee
Prof. Dr. Gerd Schlenker
dc.contributor.furtherReferee
Univ.-Prof. Dr. Heidrun Fink
dc.contributor.furtherReferee
Prof. Dr. Heike Tönhardt
dc.date.accepted
2005-12-09
dc.date.embargoEnd
2006-03-23
dc.identifier.urn
urn:nbn:de:kobv:188-fudissthesis000000002551-0
dc.title.translated
Biodegradation of progesterone in surface water
en
refubium.affiliation
Veterinärmedizin
de
refubium.mycore.fudocsId
FUDISS_thesis_000000002551
refubium.mycore.transfer
http://www.diss.fu-berlin.de/2006/191/
refubium.mycore.derivateId
FUDISS_derivate_000000002551
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open access